JPH06282212A - ホログラム作成方法 - Google Patents
ホログラム作成方法Info
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- JPH06282212A JPH06282212A JP4980493A JP4980493A JPH06282212A JP H06282212 A JPH06282212 A JP H06282212A JP 4980493 A JP4980493 A JP 4980493A JP 4980493 A JP4980493 A JP 4980493A JP H06282212 A JPH06282212 A JP H06282212A
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- hologram
- diffraction grating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可干渉距離の短い光でも大面積のホログラム
を作成することが可能なホログラム作成方法を提供す
る。 【構成】 可干渉距離Ｄの短い物体光４と参照光５とを
用いて二光束干渉法によりホログラム１５を露光して作
成するホログラム作成方法において、光が垂直に入射す
る位置又は光の回折角とホログラム１５への入射角とが
非等角な位置の物体光４若しくは参照光５の少なくとも
一方の光路中に回折格子１４ａ，１４ｂを配置し、この
回折格子１４ａ，１４ｂを透過し光路長Ｌが共にほぼ等
しく設定された物体光４と参照光５とを用いて露光面１
５ａに露光することによりホログラム１５を作成するよ
うにした。
を作成することが可能なホログラム作成方法を提供す
る。 【構成】 可干渉距離Ｄの短い物体光４と参照光５とを
用いて二光束干渉法によりホログラム１５を露光して作
成するホログラム作成方法において、光が垂直に入射す
る位置又は光の回折角とホログラム１５への入射角とが
非等角な位置の物体光４若しくは参照光５の少なくとも
一方の光路中に回折格子１４ａ，１４ｂを配置し、この
回折格子１４ａ，１４ｂを透過し光路長Ｌが共にほぼ等
しく設定された物体光４と参照光５とを用いて露光面１
５ａに露光することによりホログラム１５を作成するよ
うにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光カプラーや装飾用ホ
ログラム等の分野に用いられるホログラム作成方法に関
する。
ログラム等の分野に用いられるホログラム作成方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるホログラムの作成方法とし
ては種々の方法が考案されている。例えば、「半導体レ
ーザ用ホログラムレンズ」なる題目で第１８回微小光学
研究会講演論文に開示されているものがある。これは、
半導体レーザ用のホログラムレンズをＡｒレーザを用い
て作成すると、波長の違いに起因して収差が発生する
が、このような収差をそのホログラムレンズ作成時に凸
レンズを用いて補正する方法を提案したものである。す
なわち、作成時にある波長の物体光を用いてホログラム
レンズを露光することにより作成し、再生時に図７に示
すように露光波長と異なる波長の再生光１でホログラム
レンズ２を露光すると、通常の球面収差と傾向が逆の負
の球面収差といわれる収差が発生する。そこで、このよ
うな収差を補正するためにホログラムレンズ２の作成時
に凸レンズを用いたものである。また、この凸レンズの
他に、平行平板を用いて予め補正する、すなわち、相殺
する収差をホログラムレンズ２に与えて露光することに
より補正する方法もある。
ては種々の方法が考案されている。例えば、「半導体レ
ーザ用ホログラムレンズ」なる題目で第１８回微小光学
研究会講演論文に開示されているものがある。これは、
半導体レーザ用のホログラムレンズをＡｒレーザを用い
て作成すると、波長の違いに起因して収差が発生する
が、このような収差をそのホログラムレンズ作成時に凸
レンズを用いて補正する方法を提案したものである。す
なわち、作成時にある波長の物体光を用いてホログラム
レンズを露光することにより作成し、再生時に図７に示
すように露光波長と異なる波長の再生光１でホログラム
レンズ２を露光すると、通常の球面収差と傾向が逆の負
の球面収差といわれる収差が発生する。そこで、このよ
うな収差を補正するためにホログラムレンズ２の作成時
に凸レンズを用いたものである。また、この凸レンズの
他に、平行平板を用いて予め補正する、すなわち、相殺
する収差をホログラムレンズ２に与えて露光することに
より補正する方法もある。
【０００３】図８は、平凸レンズ３を用いて所定の球面
収差をもった波を発生させる方法を提案したものであ
る。今、集束された物体光４を平凸レンズ３に透過させ
ることにより、Ｐ点に集束する球面波には負の球面収差
が付加される。このような光波を一度交差させ発散光と
して、参照光５と共にホログラム乾板６に照射すること
によって、その乾板からみると正の球面収差をもつホロ
グラム作成用の光を得ることができる。このようにして
平凸レンズ３を用いて収差の補正を行うことができ、し
かも、簡単な光学系で実現することができる。
収差をもった波を発生させる方法を提案したものであ
る。今、集束された物体光４を平凸レンズ３に透過させ
ることにより、Ｐ点に集束する球面波には負の球面収差
が付加される。このような光波を一度交差させ発散光と
して、参照光５と共にホログラム乾板６に照射すること
によって、その乾板からみると正の球面収差をもつホロ
グラム作成用の光を得ることができる。このようにして
平凸レンズ３を用いて収差の補正を行うことができ、し
かも、簡単な光学系で実現することができる。
【０００４】図９は、平行平板７を用いて所定の球面収
差を発生させる方法を提案したものである。集束球面波
とされた物体光４を平行平板７に透過させることによ
り、正の球面収差を発生させることができ、これにより
簡単な光学系で収差の補正を行うことができる。
差を発生させる方法を提案したものである。集束球面波
とされた物体光４を平行平板７に透過させることによ
り、正の球面収差を発生させることができ、これにより
簡単な光学系で収差の補正を行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１０は、ホログラム
基板８上に形成されたホログラム材料９の表面に物体光
４と参照光５とを露光して、大面積のホログラムを作成
する場合の様子を示すものである。この場合、通常の気
体レーザを用いて露光を行うと、可干渉距離が短いた
め、露光面９ａの左右領域で光学パス長Ｌａ，Ｌｂが異
なり（Ｌａでは参照光５の光学パス長の方が物体光４の
光学パス長よりも長く、Ｌｂでは物体光４の光学パス長
の方が参照光５の光学パス長よりも長い）、ホログラム
のできる干渉性の高い領域の光学パス長Ａとホログラム
のできない干渉性の低い領域の光学パス長Ｂとが出現
し、均一なホログラムができないようになる（なお、ハ
ッチング領域は可干渉領域Ｄを示し、Ｑは光学パス長が
共に等しいことを示す）。そこで、通常では、気体レー
ザにエタロンを付加して可干渉距離を長くしている。し
かし、光強度が低下し、しかも、そのようなエタロンは
非常に高価なものである。
基板８上に形成されたホログラム材料９の表面に物体光
４と参照光５とを露光して、大面積のホログラムを作成
する場合の様子を示すものである。この場合、通常の気
体レーザを用いて露光を行うと、可干渉距離が短いた
め、露光面９ａの左右領域で光学パス長Ｌａ，Ｌｂが異
なり（Ｌａでは参照光５の光学パス長の方が物体光４の
光学パス長よりも長く、Ｌｂでは物体光４の光学パス長
の方が参照光５の光学パス長よりも長い）、ホログラム
のできる干渉性の高い領域の光学パス長Ａとホログラム
のできない干渉性の低い領域の光学パス長Ｂとが出現
し、均一なホログラムができないようになる（なお、ハ
ッチング領域は可干渉領域Ｄを示し、Ｑは光学パス長が
共に等しいことを示す）。そこで、通常では、気体レー
ザにエタロンを付加して可干渉距離を長くしている。し
かし、光強度が低下し、しかも、そのようなエタロンは
非常に高価なものである。
【０００６】また、従来のホログラムレンズの作成方法
として、光束干渉法を用いて物体光と参照光とを別々の
光路で露光して作成するものがある。しかし、この場合
は、ＮＡ（開口数）の大きなホログラムレンズを露光す
る場合に問題が生じてくる。すなわち、物体光４の側に
ＮＡの大きなレンズを使用する必要があり、これにより
物体光は急速に拡大する光となる。そのような光の場
合、参照光は非常に大きな入射角で入射させねばなら
ず、しかも、縦横の長さの等しいホログラムレンズを作
成するには、大きな径の光径を使用しなければならな
い。これらをミラー光学系で構成して露光すると、大き
なスペースを必要とする。図１１は、そのミラー光学系
の構成例を示すものである。物体光４は対物レンズホル
ダー１０に保持された対物レンズ１１により集束され、
ピンホール１２を介して、ホログラム材料９の露光面９
ａを露光する。一方、参照光５はミラー１３により反射
されて露光面９ａを露光する。
として、光束干渉法を用いて物体光と参照光とを別々の
光路で露光して作成するものがある。しかし、この場合
は、ＮＡ（開口数）の大きなホログラムレンズを露光す
る場合に問題が生じてくる。すなわち、物体光４の側に
ＮＡの大きなレンズを使用する必要があり、これにより
物体光は急速に拡大する光となる。そのような光の場
合、参照光は非常に大きな入射角で入射させねばなら
ず、しかも、縦横の長さの等しいホログラムレンズを作
成するには、大きな径の光径を使用しなければならな
い。これらをミラー光学系で構成して露光すると、大き
なスペースを必要とする。図１１は、そのミラー光学系
の構成例を示すものである。物体光４は対物レンズホル
ダー１０に保持された対物レンズ１１により集束され、
ピンホール１２を介して、ホログラム材料９の露光面９
ａを露光する。一方、参照光５はミラー１３により反射
されて露光面９ａを露光する。
【０００７】さらに、ＮＡの大きなホログラムレンズに
おいては、再生波長と露光波長とを違えると大きな収差
が生じ、完全な収差補正が難しくなる。再生波長と露光
波長とを等しくすると、この収差を大変小さくすること
ができる。しかし、このような場合でもホログラムレン
ズは厚い透明基板上に形成されるのが普通であるため、
収差が発生する。無収差では１μｍ程度のビーム径にな
るはずのホログラムレンズでも基板の厚さが１〜２ｍｍ
程度あると、０．１〜０．２ｍｍ程度のビーム径となる
こともめずらしくない。
おいては、再生波長と露光波長とを違えると大きな収差
が生じ、完全な収差補正が難しくなる。再生波長と露光
波長とを等しくすると、この収差を大変小さくすること
ができる。しかし、このような場合でもホログラムレン
ズは厚い透明基板上に形成されるのが普通であるため、
収差が発生する。無収差では１μｍ程度のビーム径にな
るはずのホログラムレンズでも基板の厚さが１〜２ｍｍ
程度あると、０．１〜０．２ｍｍ程度のビーム径となる
こともめずらしくない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、可干渉距離の短い物体光と参照光とを用いて二光束
干渉法によりホログラムを露光して作成するホログラム
作成方法において、光が垂直に入射する位置又は光の回
折角とホログラムへの入射角とが非等角な位置の前記物
体光若しくは前記参照光の少なくとも一方の光路中に回
折格子を配置し、この回折格子を透過し光路長が共にほ
ぼ等しく設定された前記物体光と前記参照光とを用いて
露光面に露光することによって前記ホログラムを作成す
るようにした。
は、可干渉距離の短い物体光と参照光とを用いて二光束
干渉法によりホログラムを露光して作成するホログラム
作成方法において、光が垂直に入射する位置又は光の回
折角とホログラムへの入射角とが非等角な位置の前記物
体光若しくは前記参照光の少なくとも一方の光路中に回
折格子を配置し、この回折格子を透過し光路長が共にほ
ぼ等しく設定された前記物体光と前記参照光とを用いて
露光面に露光することによって前記ホログラムを作成す
るようにした。
【０００９】請求項２記載の発明では、発散若しくは収
束する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若し
くは収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホロ
グラムを露光して作成するホログラム作成方法におい
て、前記物体光の球面波中に平面回折格子を配置し、こ
の平面回折格子を透過した前記物体光とその平面回折格
子により回折された参照光とを用いて露光面に露光する
ことにより前記ホログラムを作成するようにした。
束する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若し
くは収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホロ
グラムを露光して作成するホログラム作成方法におい
て、前記物体光の球面波中に平面回折格子を配置し、こ
の平面回折格子を透過した前記物体光とその平面回折格
子により回折された参照光とを用いて露光面に露光する
ことにより前記ホログラムを作成するようにした。
【００１０】請求項３記載の発明では、発散若しくは収
束する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若し
くは収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホロ
グラムを露光して作成するホログラム作成方法におい
て、一定幅の光束中に物体光用回折格子と参照光用回折
格子とが同一基板上に形成された回折素子を配置し、こ
の回折素子の前記物体光用回折格子により回折された物
体光と前記参照光用回折格子により回折された参照光と
を用いて露光面に露光することにより前記ホログラムを
作成するようにした。
束する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若し
くは収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホロ
グラムを露光して作成するホログラム作成方法におい
て、一定幅の光束中に物体光用回折格子と参照光用回折
格子とが同一基板上に形成された回折素子を配置し、こ
の回折素子の前記物体光用回折格子により回折された物
体光と前記参照光用回折格子により回折された参照光と
を用いて露光面に露光することにより前記ホログラムを
作成するようにした。
【００１１】請求項４記載の発明では、露光波長と再生
波長とが同一でかつ発散光の物体光と、参照光とを用い
て二光束干渉法により透明基板上に形成されたホログラ
ムを露光して作成するホログラム作成方法において、前
記物体光の収束点よりも露光面側の光路中の再生時にお
ける前記再生波長の光が通過するのと同じ位置に回折素
子を配置し、この回折素子を透過した前記露光波長の物
体光と前記参照光とを用いて露光面に露光することによ
り前記ホログラムを作成するようにした。
波長とが同一でかつ発散光の物体光と、参照光とを用い
て二光束干渉法により透明基板上に形成されたホログラ
ムを露光して作成するホログラム作成方法において、前
記物体光の収束点よりも露光面側の光路中の再生時にお
ける前記再生波長の光が通過するのと同じ位置に回折素
子を配置し、この回折素子を透過した前記露光波長の物
体光と前記参照光とを用いて露光面に露光することによ
り前記ホログラムを作成するようにした。
【００１２】
【作用】請求項１記載の発明においては、物体光若しく
は参照光の光路中に回折格子を配置することにより、そ
の格子の形状によって入射角と回折角とを自由に設定す
ることが可能となる。また、短い可干渉距離の光しか出
せないレーザ光源でも、高空間周波数で大面積のホログ
ラムを均一に作成することが可能となる。
は参照光の光路中に回折格子を配置することにより、そ
の格子の形状によって入射角と回折角とを自由に設定す
ることが可能となる。また、短い可干渉距離の光しか出
せないレーザ光源でも、高空間周波数で大面積のホログ
ラムを均一に作成することが可能となる。
【００１３】請求項２記載の発明においては、平面回折
格子の格子の入射角と回折角とを非等角に設定すること
が可能となり、しかも、その平面回折格子はハーフミラ
ーのような等価性を有しているため、インライン型の光
学系を設定することが可能となる。
格子の格子の入射角と回折角とを非等角に設定すること
が可能となり、しかも、その平面回折格子はハーフミラ
ーのような等価性を有しているため、インライン型の光
学系を設定することが可能となる。
【００１４】請求項３記載の発明においては、一枚の回
折素子で物体光と参照光との合成と整形が可能となる。
折素子で物体光と参照光との合成と整形が可能となる。
【００１５】請求項４記載の発明においては、露光波長
と再生波長とが同じ場合、再生時に光が通過する物体と
同じものを物体光の収束点より露光面側に挿入して露光
すると、再生時の収差を相殺することが可能となる。
と再生波長とが同じ場合、再生時に光が通過する物体と
同じものを物体光の収束点より露光面側に挿入して露光
すると、再生時の収差を相殺することが可能となる。
【００１６】
【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１及び図
２に基づいて説明する。なお、従来技術（図７〜図１１
参照）と同一部分についての説明は省略し、その同一部
分については同一符号を用いる。
２に基づいて説明する。なお、従来技術（図７〜図１１
参照）と同一部分についての説明は省略し、その同一部
分については同一符号を用いる。
【００１７】前述した従来例（図１０参照）で述べたよ
うな可干渉距離の短いレーザで大面積ホログラムの露光
ができないのは、露光面９ａ上の各点で参照光５の光学
パス長Ｌａと物体光４の光学パス長Ｌｂが大きく異なっ
ているからであり、これを解決するためには、場所によ
る参照光５の光学パス長と物体光４の光学パス長とを等
しくすればよい。
うな可干渉距離の短いレーザで大面積ホログラムの露光
ができないのは、露光面９ａ上の各点で参照光５の光学
パス長Ｌａと物体光４の光学パス長Ｌｂが大きく異なっ
ているからであり、これを解決するためには、場所によ
る参照光５の光学パス長と物体光４の光学パス長とを等
しくすればよい。
【００１８】そこで、本実施例では、可干渉距離の短い
物体光４と参照光５とを用いて二光束干渉法によりホロ
グラムを露光して作成するホログラム作成方法に関する
ものであり、光が垂直に入射する位置又は光の回折角と
ホログラムへの入射角とが非等角な位置の物体光４若し
くは参照光５の少なくとも一方の光路中に回折格子を配
置し、この回折格子を透過し光路長（以下、光学パス長
と呼ぶ）が共にほぼ等しく設定された物体光４と参照光
５とを用いて露光面に露光することによりホログラムを
作成するようにした。
物体光４と参照光５とを用いて二光束干渉法によりホロ
グラムを露光して作成するホログラム作成方法に関する
ものであり、光が垂直に入射する位置又は光の回折角と
ホログラムへの入射角とが非等角な位置の物体光４若し
くは参照光５の少なくとも一方の光路中に回折格子を配
置し、この回折格子を透過し光路長（以下、光学パス長
と呼ぶ）が共にほぼ等しく設定された物体光４と参照光
５とを用いて露光面に露光することによりホログラムを
作成するようにした。
【００１９】図１，２はその具体例を示すものである。
まず、図１では、物体光４と参照光５の光が垂直に入射
する位置のそれぞれの光路中に回折格子としての偏向グ
レーティング１４ａ，１４ｂを配置した。そして、これ
ら偏向グレーティング１４ａ，１４ｂを透過し交差する
物体光４と参照光５との光学パス長Ｌ（前述した光学パ
ス長Ｌａ，Ｌｂに相当する）が共にほぼ等しく設定され
たホログラム１５の露光面１５ａを露光するようにし
た。なお、このホログラム１５は、前述した図１１に示
すようなホログラム基板８と、この基板上に形成された
ホログラム材料９とからなる。
まず、図１では、物体光４と参照光５の光が垂直に入射
する位置のそれぞれの光路中に回折格子としての偏向グ
レーティング１４ａ，１４ｂを配置した。そして、これ
ら偏向グレーティング１４ａ，１４ｂを透過し交差する
物体光４と参照光５との光学パス長Ｌ（前述した光学パ
ス長Ｌａ，Ｌｂに相当する）が共にほぼ等しく設定され
たホログラム１５の露光面１５ａを露光するようにし
た。なお、このホログラム１５は、前述した図１１に示
すようなホログラム基板８と、この基板上に形成された
ホログラム材料９とからなる。
【００２０】従って、このように偏向グレーティング１
４ａ，１４ｂを用いて光路を偏向することにより、物体
光４と参照光５との光学パス長Ｌを等しくすることがで
き、これにより広い面積のホログラム１５も干渉性よく
露光することができる。図１中のハッチング領域である
Ｄは、可干渉領域を示す）。
４ａ，１４ｂを用いて光路を偏向することにより、物体
光４と参照光５との光学パス長Ｌを等しくすることがで
き、これにより広い面積のホログラム１５も干渉性よく
露光することができる。図１中のハッチング領域である
Ｄは、可干渉領域を示す）。
【００２１】また、図２では、物体光４の光路中に集光
レンズ１６を配し、参照光５の光路中に回折格子として
のグレーティング１７を配し、このグレーティング１７
の回折角とホログラム１５への入射角とが非等角な位置
に露光面１５ａがくるようにした。これにより、グレー
ティング１７はその格子の特性いかんで、その格子から
の回折角と露光面１５ａへの入射角とを自由に設定でき
るため、狭い空間で効率の良い方向に光を偏向すること
ができる。従って、露光面１５ａのどこの位置でも物体
光４と参照光５との光学パス長Ｌを等しく設定すること
ができるため、可干渉距離の短いレーザを用いた場合で
も広い面積のホログラム１５を作成することができる。
レンズ１６を配し、参照光５の光路中に回折格子として
のグレーティング１７を配し、このグレーティング１７
の回折角とホログラム１５への入射角とが非等角な位置
に露光面１５ａがくるようにした。これにより、グレー
ティング１７はその格子の特性いかんで、その格子から
の回折角と露光面１５ａへの入射角とを自由に設定でき
るため、狭い空間で効率の良い方向に光を偏向すること
ができる。従って、露光面１５ａのどこの位置でも物体
光４と参照光５との光学パス長Ｌを等しく設定すること
ができるため、可干渉距離の短いレーザを用いた場合で
も広い面積のホログラム１５を作成することができる。
【００２２】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
３に基づいて説明する。なお、請求項１記載の発明と同
一部分についての説明は省略し、その同一部分について
は同一符号を用いる。
３に基づいて説明する。なお、請求項１記載の発明と同
一部分についての説明は省略し、その同一部分について
は同一符号を用いる。
【００２３】前述した従来例で述べたような開口数の大
きなホログラムレンズを露光する際には、光の入射角が
大きくなったり、スペースが大きくなったりして露光配
置が難しくなる。入射角が急角度になると、露光時に厳
しい精度が要求される。また、再生時においても、空間
周波数が高くなり入射角に収差量が依存して変化し、配
置に厳しい精度が要求される。コンパクトな構成でかつ
緩い精度で露光できるようにするには、インライン状に
物体光４と参照光５とが照射されるとよい。しかし、通
常のミラーを用いたのでは入射角と反射角とが等角なた
め不可能であり、ハーフミラーを使用しても大きなＮＡ
のレンズの露光では衝突してしまう。
きなホログラムレンズを露光する際には、光の入射角が
大きくなったり、スペースが大きくなったりして露光配
置が難しくなる。入射角が急角度になると、露光時に厳
しい精度が要求される。また、再生時においても、空間
周波数が高くなり入射角に収差量が依存して変化し、配
置に厳しい精度が要求される。コンパクトな構成でかつ
緩い精度で露光できるようにするには、インライン状に
物体光４と参照光５とが照射されるとよい。しかし、通
常のミラーを用いたのでは入射角と反射角とが等角なた
め不可能であり、ハーフミラーを使用しても大きなＮＡ
のレンズの露光では衝突してしまう。
【００２４】そこで、本実施例では、発散若しくは収束
する球面波の物体光４と、平行光かゆるやかに発散若し
くは収束する参照光５とを用いて二光束干渉法によりホ
ログラム１５を露光して作成するホログラム作成方法に
おいて、図３に示すように、対物レンズ１１から発散し
た球面波の物体光４の光路中に平面回折格子１８を配置
させ、この平面回折格子１８を透過した物体光４とその
平面回折格子１８により回折された参照光５とを用いて
露光面１５ａに露光することによりホログラム１５を作
成するようにした。
する球面波の物体光４と、平行光かゆるやかに発散若し
くは収束する参照光５とを用いて二光束干渉法によりホ
ログラム１５を露光して作成するホログラム作成方法に
おいて、図３に示すように、対物レンズ１１から発散し
た球面波の物体光４の光路中に平面回折格子１８を配置
させ、この平面回折格子１８を透過した物体光４とその
平面回折格子１８により回折された参照光５とを用いて
露光面１５ａに露光することによりホログラム１５を作
成するようにした。
【００２５】このように平面回折格子１８を物体光４の
光路中に配置することによって、急角度で平面回折格子
１８に入射した参照光５を物体光４の光軸と同一方向に
回折することができる。従って、その回折格子の構造い
かんで回折角とホログラム１５への入射角とを自由に設
定できるため、インライン型の光学系を設定することが
できる。また、この場合、回折格子としては、屈折率分
布型ホログラムを用いることにより、物体光４もある程
度透過し、干渉露光が可能となる。
光路中に配置することによって、急角度で平面回折格子
１８に入射した参照光５を物体光４の光軸と同一方向に
回折することができる。従って、その回折格子の構造い
かんで回折角とホログラム１５への入射角とを自由に設
定できるため、インライン型の光学系を設定することが
できる。また、この場合、回折格子としては、屈折率分
布型ホログラムを用いることにより、物体光４もある程
度透過し、干渉露光が可能となる。
【００２６】次に、請求項３記載の発明の一実施例を図
４に基づいて説明する。なお、請求項１，２記載の発明
と同一部分についての説明は省略し、その同一部分につ
いては同一符号を用いる。
４に基づいて説明する。なお、請求項１，２記載の発明
と同一部分についての説明は省略し、その同一部分につ
いては同一符号を用いる。
【００２７】本実施例は、発散若しくは収束する球面波
の物体光と、平行光かゆるやかに発散若しくは収束する
参照光とを用いて二光束干渉法によりホログラムを露光
して作成するホログラム作成方法に関するものである。
この場合、図４に示すように、一定幅の光束１９中に物
体光用回折格子２０ａと参照光用回折格子２０ｂとが同
一基板上に形成された回折素子２０を配置した。そし
て、この回折素子２０の物体光用回折格子２０ａにより
回折された物体光４と、参照光用回折格子２０ｂにより
回折された参照光５とに分離された２つの光を用いて露
光面１５ａを露光することによりホログラム１５を作成
するようにした。従って、このように一枚の回折素子２
０で物体光４と参照光５との合成と整形とが可能となる
ため、スペースの省略化された簡単な構成でかつＮＡの
高いホログラムレンズを作成することができる。
の物体光と、平行光かゆるやかに発散若しくは収束する
参照光とを用いて二光束干渉法によりホログラムを露光
して作成するホログラム作成方法に関するものである。
この場合、図４に示すように、一定幅の光束１９中に物
体光用回折格子２０ａと参照光用回折格子２０ｂとが同
一基板上に形成された回折素子２０を配置した。そし
て、この回折素子２０の物体光用回折格子２０ａにより
回折された物体光４と、参照光用回折格子２０ｂにより
回折された参照光５とに分離された２つの光を用いて露
光面１５ａを露光することによりホログラム１５を作成
するようにした。従って、このように一枚の回折素子２
０で物体光４と参照光５との合成と整形とが可能となる
ため、スペースの省略化された簡単な構成でかつＮＡの
高いホログラムレンズを作成することができる。
【００２８】次に、請求項４記載の発明の一実施例を図
５及び図６に基づいて説明する。なお、請求項１〜３記
載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同一
部分については同一符号を用いる。
５及び図６に基づいて説明する。なお、請求項１〜３記
載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同一
部分については同一符号を用いる。
【００２９】通常、ホログラムレンズは透明基板上に形
成される。このような基板を収束光、或いは、発散光が
透過する場合、収差が発生し、収差のない微小なスポッ
ト径は実現することができない。また、露光波長と再生
波長とが異なると、ＮＡが高いため従来の方法では完全
に収差を除去することは難しい。このようなことから、
露光波長と再生波長とを等波長とするのがよいが、それ
でも平行平板による収差を除去することはできない。
成される。このような基板を収束光、或いは、発散光が
透過する場合、収差が発生し、収差のない微小なスポッ
ト径は実現することができない。また、露光波長と再生
波長とが異なると、ＮＡが高いため従来の方法では完全
に収差を除去することは難しい。このようなことから、
露光波長と再生波長とを等波長とするのがよいが、それ
でも平行平板による収差を除去することはできない。
【００３０】そこで、本実施例では、露光波長と再生波
長とが同一でかつ発散光の物体光４と、参照光５とを用
いて二光束干渉法により透明基板上に形成されたホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
図５（ａ）に示すような物体光４の収束点Ｐよりも露光
面側の光路中の、図５（ｂ）に示すような再生時におけ
る再生波長の再生光２１が通過するのと同じ位置に回折
素子２２を配置した。そして、この回折素子２２を透過
した露光波長の物体光４と参照光５とを用いて露光面１
５ａに露光することによりホログラムレンズ２３を作成
することができる。このホログラムレンズ２３は、平行
平板型の透明なホログラム基板２４と、ホログラム材料
９とから構成されている。
長とが同一でかつ発散光の物体光４と、参照光５とを用
いて二光束干渉法により透明基板上に形成されたホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
図５（ａ）に示すような物体光４の収束点Ｐよりも露光
面側の光路中の、図５（ｂ）に示すような再生時におけ
る再生波長の再生光２１が通過するのと同じ位置に回折
素子２２を配置した。そして、この回折素子２２を透過
した露光波長の物体光４と参照光５とを用いて露光面１
５ａに露光することによりホログラムレンズ２３を作成
することができる。このホログラムレンズ２３は、平行
平板型の透明なホログラム基板２４と、ホログラム材料
９とから構成されている。
【００３１】この場合、作成されたホログラムレンズ２
３は、屈折率と厚さとを掛けた値が露光時の場合と同じ
であればよい。例えば、図５（ｂ）の再生時のホログラ
ムレンズ２３の屈折率をｎ、厚さをｄとし、図５（ａ）
の露光時のホログラムレンズ２３の屈折率をｎ1 、厚さ
をｄ1 とすると、ｎ×ｄ＝ｎ1×ｄ1となる平行平板を使
用する。従って、このように露光波長と再生波長と同じ
場合、再生時に光が通過する平行平板型のホログラムレ
ンズ２３と同じ光学素子を物体光４の収束点Ｐより露光
面側に挿入して露光することによって、再生時の収差を
相殺することができ、これにより高性能の収差のないホ
ログラム素子を作成できる。
３は、屈折率と厚さとを掛けた値が露光時の場合と同じ
であればよい。例えば、図５（ｂ）の再生時のホログラ
ムレンズ２３の屈折率をｎ、厚さをｄとし、図５（ａ）
の露光時のホログラムレンズ２３の屈折率をｎ1 、厚さ
をｄ1 とすると、ｎ×ｄ＝ｎ1×ｄ1となる平行平板を使
用する。従って、このように露光波長と再生波長と同じ
場合、再生時に光が通過する平行平板型のホログラムレ
ンズ２３と同じ光学素子を物体光４の収束点Ｐより露光
面側に挿入して露光することによって、再生時の収差を
相殺することができ、これにより高性能の収差のないホ
ログラム素子を作成できる。
【００３２】また、他の具体例を図６に基づいて説明す
る。図５（ｂ）に示したような再生時に再生光２１が通
過する光学素子としては何も透明な平行平板型の素子と
は限らず、いろいろな形状の素子に光を通過させる場合
がある。例えば、図６（ｂ）に示すようなプリズム状の
透明なホログラム基板２５を用いて構成した場合、再生
時と同じ物体光４側の位置に挿入して露光することによ
り、収差のないホログラムレンズ２３を露光することが
できる。従って、このように物体光４に発散光を用いて
ホログラムレンズ２３を作成し、その物体光４の収束点
Ｐの露光面側に、再生時に通過する光学素子と同じ素子
を予め露光時に設置して用いることにより、実際の使用
時に収差のないホログラムレンズ２３を作成することが
できる。
る。図５（ｂ）に示したような再生時に再生光２１が通
過する光学素子としては何も透明な平行平板型の素子と
は限らず、いろいろな形状の素子に光を通過させる場合
がある。例えば、図６（ｂ）に示すようなプリズム状の
透明なホログラム基板２５を用いて構成した場合、再生
時と同じ物体光４側の位置に挿入して露光することによ
り、収差のないホログラムレンズ２３を露光することが
できる。従って、このように物体光４に発散光を用いて
ホログラムレンズ２３を作成し、その物体光４の収束点
Ｐの露光面側に、再生時に通過する光学素子と同じ素子
を予め露光時に設置して用いることにより、実際の使用
時に収差のないホログラムレンズ２３を作成することが
できる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、可干渉距離の短
い物体光と参照光とを用いて二光束干渉法によりホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
光が垂直に入射する位置又は光の回折角とホログラムへ
の入射角とが非等角な位置の前記物体光若しくは前記参
照光の少なくとも一方の光路中に回折格子を配置し、こ
の回折格子を透過し光路長が共にほぼ等しく設定された
前記物体光と前記参照光とを用いて露光面に露光するこ
とによって前記ホログラムを作成するようにしたので、
その格子の形状によって入射角と回折角とを自由に設定
することができ、これにより露光面で参照光と物体光の
光路長を等しくすることができ、可干渉距離の短いレー
ザでも広い面積のホログラムを露光により作成すること
ができるものである。
い物体光と参照光とを用いて二光束干渉法によりホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
光が垂直に入射する位置又は光の回折角とホログラムへ
の入射角とが非等角な位置の前記物体光若しくは前記参
照光の少なくとも一方の光路中に回折格子を配置し、こ
の回折格子を透過し光路長が共にほぼ等しく設定された
前記物体光と前記参照光とを用いて露光面に露光するこ
とによって前記ホログラムを作成するようにしたので、
その格子の形状によって入射角と回折角とを自由に設定
することができ、これにより露光面で参照光と物体光の
光路長を等しくすることができ、可干渉距離の短いレー
ザでも広い面積のホログラムを露光により作成すること
ができるものである。
【００３４】請求項２記載の発明は、発散若しくは収束
する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若しく
は収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
前記物体光の球面波中に平面回折格子を配置し、この平
面回折格子を透過した前記物体光とその平面回折格子に
より回折された参照光とを用いて露光面に露光すること
により前記ホログラムを作成するようにしたので、平面
回折格子の格子の入射角と回折角とを非等角に設定し、
しかも、その平面回折格子はハーフミラーのような等価
性を有しているため、インライン型の光学系を設定し干
渉露光を行うことができるものである。
する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若しく
は収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
前記物体光の球面波中に平面回折格子を配置し、この平
面回折格子を透過した前記物体光とその平面回折格子に
より回折された参照光とを用いて露光面に露光すること
により前記ホログラムを作成するようにしたので、平面
回折格子の格子の入射角と回折角とを非等角に設定し、
しかも、その平面回折格子はハーフミラーのような等価
性を有しているため、インライン型の光学系を設定し干
渉露光を行うことができるものである。
【００３５】請求項３記載の発明は、発散若しくは収束
する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若しく
は収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
一定幅の光束中に物体光用回折格子と参照光用回折格子
とが同一基板上に形成された回折素子を配置し、この回
折素子の前記物体光用回折格子により回折された物体光
と前記参照光用回折格子により回折された参照光とを用
いて露光面に露光することにより前記ホログラムを作成
するようにしたので、一枚の回折素子で物体光と参照光
との合成と整形とを行うことができ、これにより簡単な
スペースをとらず高いＮＡのホログラムレンズを作成す
ることができるものである。
する球面波の物体光と、平行光かゆるやかに発散若しく
は収束する参照光とを用いて二光束干渉法によりホログ
ラムを露光して作成するホログラム作成方法において、
一定幅の光束中に物体光用回折格子と参照光用回折格子
とが同一基板上に形成された回折素子を配置し、この回
折素子の前記物体光用回折格子により回折された物体光
と前記参照光用回折格子により回折された参照光とを用
いて露光面に露光することにより前記ホログラムを作成
するようにしたので、一枚の回折素子で物体光と参照光
との合成と整形とを行うことができ、これにより簡単な
スペースをとらず高いＮＡのホログラムレンズを作成す
ることができるものである。
【００３６】請求項４記載の発明は、露光波長と再生波
長とが同一でかつ発散光の物体光と、参照光とを用いて
二光束干渉法により透明基板上に形成されたホログラム
を露光して作成するホログラム作成方法において、前記
物体光の収束点よりも露光面側の光路中の再生時におけ
る前記再生波長の光が通過するのと同じ位置に回折素子
を配置し、この回折素子を透過した前記露光波長の物体
光と前記参照光とを用いて露光面に露光することにより
前記ホログラムを作成するようにしたので、露光波長と
再生波長とが同じ場合、再生時に光が通過する物体と同
じものを物体光の収束点より露光面側に挿入して露光す
ることにより、再生時の収差を相殺することができ、こ
れにより高性能の収差のないホログラム素子を露光する
ことができるものである。
長とが同一でかつ発散光の物体光と、参照光とを用いて
二光束干渉法により透明基板上に形成されたホログラム
を露光して作成するホログラム作成方法において、前記
物体光の収束点よりも露光面側の光路中の再生時におけ
る前記再生波長の光が通過するのと同じ位置に回折素子
を配置し、この回折素子を透過した前記露光波長の物体
光と前記参照光とを用いて露光面に露光することにより
前記ホログラムを作成するようにしたので、露光波長と
再生波長とが同じ場合、再生時に光が通過する物体と同
じものを物体光の収束点より露光面側に挿入して露光す
ることにより、再生時の収差を相殺することができ、こ
れにより高性能の収差のないホログラム素子を露光する
ことができるものである。
【図１】請求項１記載の発明の一実施例であるホログラ
ム作成方法を示す光路図である。
ム作成方法を示す光路図である。
【図２】請求項１記載の発明の他の実施例であるホログ
ラム作成方法を示す光路図である。
ラム作成方法を示す光路図である。
【図３】請求項２記載の発明の一実施例であるホログラ
ム作成方法を示す光路図である。
ム作成方法を示す光路図である。
【図４】請求項３記載の発明の一実施例であるホログラ
ム作成方法を示す光路図である。
ム作成方法を示す光路図である。
【図５】（ａ）は請求項４記載の発明の一実施例である
ホログラム作成方法を示す光路図、（ｂ）はその再生時
の様子を示す光路図である。
ホログラム作成方法を示す光路図、（ｂ）はその再生時
の様子を示す光路図である。
【図６】（ａ）は請求項４記載の発明の他の実施例であ
るホログラム作成方法を示す光路図、（ｂ）はその再生
時の様子を示す光路図である。
るホログラム作成方法を示す光路図、（ｂ）はその再生
時の様子を示す光路図である。
【図７】再生時に収差が発生する場合の様子を示す光路
図である。
図である。
【図８】凸レンズを用いた収差の補正方法を示す光路図
である。
である。
【図９】平行平板を用いた収差の補正方法を示す光路図
である。
である。
【図１０】可干渉距離の短い気体レーザを用いて露光を
行う場合の様子を示す光路図である。
行う場合の様子を示す光路図である。
【図１１】ＮＡの大きなホログラムレンズを露光する場
合の様子を示す光路図である。
合の様子を示す光路図である。
４ 物体光 ５ 参照光 １４ａ，１４ｂ 回折格子 １５ ホログラム １５ａ 露光面 １７ 回折格子 １８ 平面回折格子 ２０ 回折素子 ２０ａ 物体光用回折格子 ２０ｂ 参照光用回折格子 ２２ 回折素子 Ｄ 可干渉距離 Ｌ 光路長
Claims (4)
- 【請求項１】 可干渉距離の短い物体光と参照光とを用
いて二光束干渉法によりホログラムを露光して作成する
ホログラム作成方法において、光が垂直に入射する位置
又は光の回折角とホログラムへの入射角とが非等角な位
置の前記物体光若しくは前記参照光の少なくとも一方の
光路中に回折格子を配置し、この回折格子を透過し光路
長が共にほぼ等しく設定された前記物体光と前記参照光
とを用いて露光面に露光することにより前記ホログラム
を作成するようにしたことを特徴とするホログラム作成
方法。 - 【請求項２】 発散若しくは収束する球面波の物体光
と、平行光或いはゆるやかに発散若しくは収束する参照
光とを用いて二光束干渉法によりホログラムを露光して
作成するホログラム作成方法において、前記物体光の球
面波中に平面回折格子を配置し、この平面回折格子を透
過した前記物体光とその平面回折格子により回折された
参照光とを用いて露光面に露光することにより前記ホロ
グラムを作成するようにしたことを特徴とするホログラ
ム作成方法。 - 【請求項３】 発散若しくは収束する球面波の物体光
と、平行光或いはゆるやかに発散若しくは収束する参照
光とを用いて二光束干渉法によりホログラムを露光して
作成するホログラム作成方法において、一定幅の光束中
に物体光用回折格子と参照光用回折格子とが同一基板上
に形成された回折素子を配置し、この回折素子の前記物
体光用回折格子により回折された物体光と前記参照光用
回折格子により回折された参照光とを用いて露光面に露
光することにより前記ホログラムを作成するようにした
ことを特徴とするホログラム作成方法。 - 【請求項４】 露光波長と再生波長とが同一でかつ発散
光の物体光と、参照光とを用いて二光束干渉法により透
明基板上に形成されたホログラムを露光して作成するホ
ログラム作成方法において、前記物体光の収束点よりも
露光面側の光路中の再生時における前記再生波長の光が
通過するのと同じ位置に回折素子を配置し、この回折素
子を透過した前記露光波長の物体光と前記参照光とを用
いて露光面に露光することにより前記ホログラムを作成
するようにしたことを特徴とするホログラム作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4980493A JPH06282212A (ja) | 1993-01-26 | 1993-03-11 | ホログラム作成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039093 | 1993-01-26 | ||
| JP5-10390 | 1993-01-26 | ||
| JP4980493A JPH06282212A (ja) | 1993-01-26 | 1993-03-11 | ホログラム作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06282212A true JPH06282212A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=26345652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4980493A Pending JPH06282212A (ja) | 1993-01-26 | 1993-03-11 | ホログラム作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06282212A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179680A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-07-12 | Hughes Aircraft Co | ホログラフィ露光システム |
| JP2007041436A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Fujitsu Ltd | ホログラム記録装置 |
| KR20210029437A (ko) * | 2019-09-06 | 2021-03-16 | 주식회사 이솔 | 고차조화파 광원을 이용한 고성능 간섭 패터닝 장치 |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP4980493A patent/JPH06282212A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179680A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-07-12 | Hughes Aircraft Co | ホログラフィ露光システム |
| JP2007041436A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Fujitsu Ltd | ホログラム記録装置 |
| KR20210029437A (ko) * | 2019-09-06 | 2021-03-16 | 주식회사 이솔 | 고차조화파 광원을 이용한 고성능 간섭 패터닝 장치 |
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